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随着全球经济的高速发展,环境污染和能源枯竭引起的双重危机迫在眉睫,致使人们对改善环境、开发新能源提出新的诉求。纳米光催化技术因具有操作简单、常温氧化去除污染物、无二次污染等特点而成为潜在的热门研究领域,而该技术的核心是光催化剂。溴氧化铋(BiOBr)是一种可以替代宽带隙TiO2的层状结构的间接半导体材料,层层间形成的内建电场能够有助电子和空穴的分离,从而受到人们的格外关注。目前研究的重点在于如何进行形貌调控及暴露活性晶面,并通过掺杂或复合等方式进一步改善其光催化活性,以满足实际水环境治理要求。本论文以BiOBr为研究对象,在对BiOBr基光催化材料的全面综述基础上进行系列改性研究,探索BiOBr的二元和三元复合材料的形貌调控,并对所制备样品进行表征分析,确定最佳制备条件,以诺氟沙星(NOR)为目标降解物评价所合成材料的光催化性能,为铋系催化材料实际应用于抗生素的可见光催化降解提供理论支撑。主要研究内容和结论如下:1.采用水热法和溶剂热法分别制备了不同形貌的BiOBr,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等方法分别对所制备样品的晶相组成、微观结构和光吸收性能等进行测试和表征,提出了不同形貌的BiOBr的形成机理,并获得光催化活性较佳的纳米片状结构的BiOBr,对NOR的最佳降解率为34.7%,可见光吸收边为423 nm。以此为前驱体,分别制备了 SnO2/BiOBr和Bi/BiOBr两种二元复合材料,发现在SnO2/BiOBr材料中,SnO2以微粒形式附着在BiOBr表面,且有p-n型异质结存在;在Bi/BiOBr材料中,金属Bi以纳米线形式交织附着在BiOBr表面;二元复合材料的可见光催化性能较BiOBr有明显提高,且Bi/BiOBr的光催化性能明显优于SnO2/BiOBr,对NOR的最佳降解率为97.2%,可见光吸收边为502nm。2.以Bi/BiOBr为前驱体,分别采用水热法和高温沉积法进一步制备了Bi2WO6/Bi/BiOBr和CdS/Bi/BiOBr三元复合材料。研究发现Bi2WO6/Bi/BiOBr复合材料为球状形貌,其表面是由Bi/BiOBr纳米片镶嵌形成的蜂窝网状结构;CdS/Bi/BiOBr复合材料的形貌为块状结构,其表面是Bi纳米线引导生长的CdS颗粒。探讨了各自的形成机理,并进行了光催化性能评价,发现在这两种三元复合材料中均有p-n型异质结存在,且CdS/Bi/BiOBr的光催化性能较Bi/BiOBr和Bi2WO6/Bi/BiOBr都有显著提高,对NOR的最佳降解率达到97.4%,可见光吸收边可扩展至620 nm。3.通过活性物质捕获实验,结合紫外可见漫反射分析结果深入探讨了二元和三元复合材料的光催化降解机理,研究发现,复合材料组成不同,其光催化活性物质有差异。SnO2/BiOBr和Bi/BiOBr二元复合材料的光催化活性物质主要是超氧负离子自由基(·O2-)及空穴(h+);Bi2WO6/Bi/BiOBr三元复合材料的光催化活性物质主要是羟基自由基(·OH)和h+;CdS/Bi/BiOBr三元复合材料的光催化活性物质是·O2-、·OH和h+。